Valorisation hydrologique de champs de pluie simulés

Laboratoire de rattachement : EDF-DTG service DMM (Grenoble) & IGE (Saint Martin d’Hères campus)

Encadrant : Côté EDF : Emmanuel PAQUET (emmanuel.paquet edf.fr) et David PENOT (david.penot edf.fr).
Côté IGE : Pradeebane VAITTINADA (pradeebane.vaittinada-ayar univ-grenoble-alpes.fr) et Juliette BLANCHET (juliette.blanchet univ-grenoble-alpes.fr)

Mots clés : simulation pluie/débit, modèle MORDOR

Contexte et objectifs de la mission de stage (max 2000 caractères tout compris) :
La méthode SCHADEX est la méthode de référence à EDF pour l’estimation des crues extrêmes pour le dimensionnement des barrages. Elle intègre un processus stochastique de simulation pluie-débit calculant la réponse du bassin versant à des pluies de toutes intensités possibles (jusqu’à des valeurs extrêmes) tombant sur toute la gamme de conditions hydrologiques possibles (saturation des sols, stock nival etc.). Cette réponse est calculée par le modèle hydrologique MORDOR, modèle conceptuel global qui décrit les principaux processus hydrologiques du bassin versant.

La pluie de bassin (ou pluie spatiale) est l’estimation de la pluie reçue sur un bassin versant. Dans la version actuelle de SCHADEX, elle est calculée par combinaison linéaire d’observations en plusieurs postes du bassin, avec une valeur par pas de temps, supposée répartie uniformément sur le bassin. C’est évidemment une représentation très simplificatrice, qui ne permet pas de décrire la répartition spatiale de la pluie sur le bassin versant, et de valoriser une description plus détaillée des processus hydrologiques du bassin, par exemple avec un modèle hydrologique distribué.

C’est pourquoi EDF-DTG et l’Institut des Geosciences de l’Environnement (IGE, Grenoble) développent conjointement, dans le cadre d’un contrat de recherche, un générateur stochastique de champ de pluie. Ce générateur vise à proposer, à l’échelle d’un bassin versant ou d’une région hydrologique, des "réalisations" crédibles de champs de pluie de toutes intensités, au pas de temps journalier, et à une résolution du km². Il est bâti sur des modèles statistiques appropriés, capables notamment de bien représenter l’anisotropie des champs de pluie et l’extrapolation aux valeurs extrêmes.

L’objet du stage est d’évaluer ces champs générés dans le cadre du processus de simulation pluie-débit SCHADEX, avec trois versions du modèle MORDOR proposant des schémas de discrétisation spatiale différents (global / par bande d’altitude / par bassins élémentaires). Le bassin d’étude sera le bassin de l’Ardèche à Saint-Martin (2258 km²). Les distributions simulées avec les différents modèles hydrologiques, et différentes options du générateur de pluie, seront comparées les unes aux autres ainsi qu’à l’approche "classique" (pluie de bassin globale). Des métriques adaptées seront proposées pour bien évaluer et documenter les approches évaluées. Les différences marquantes seront illustrées par des sélections appropriées d’évènements simulés.

Le stage sera co-encadré par les chercheurs d’EDF-DTG et de IGE. Dans un premier temps, le stagiaire sera localisé à EDF-DTG pour la prise en main et la configuration de SCHADEX et MORDOR, puis à IGE pour élaborer le plan d’expérience et traiter les champs générés.

Prérequis : Niveau de formation : Elève en 3e année d’école d’ingénieur ou en Master 2 (pro ou recherche)
Profil ou spécialité : Hydrologie ; Statistiques ; Maitrise du logiciel statistique R appréciée